顶推钢箱梁施工安全监控要点

近年来，随着社会经济的快速发展和社会的不断地进步，造成了城市道路拥堵现象严重，为使交通压力能得到有效的缓解，很多交叉要道也相继增设下穿或桥梁的施工，由于特定的施工环境和条件下传统的施工方案并不能满足工期和确保通行的要求，便促使了新的施工方法的产生。本文以郑州市东四环107辅道跨连霍高速钢箱梁顶推采用新型步履式平移施工工艺为例，针对本项目的特点,对影响钢箱梁的受力参数做了详细的对比分析,研究制定了相应的施工方案和操作流程，在实施过程也出现一些未能预料的问题，同时作为现场主管安全者也受到一些启发，在这里与大家分享。

一、顶推钢箱梁施工应用分析

本项目第一联箱梁位于（横跨）霍高速之上，设计采用钢箱梁结构。为了确保施工期间高速正常通行，由于受场地限制，施工采取步履式顶推施工法。该段钢箱梁全长140米，梁中心线处高2.8米，顶板宽32.5米，底板宽24.577米，两顶面设2%的双向横坡，底面水平，整个梁位于1.9%和2.77%的纵坡段。分为三跨（40米、60米、40米），在实际的施工中分为15个小节组装现场而成，其中1-12节（长度为113.88）利用临时支架现场拼装焊接成型，与42米的导梁连接成一体为顶推段（图），该段总重为2574.9吨（包括导梁101吨在内）。安装导梁的目的是为了能顺利的引导梁体横跨60米（高速公路）到达对面的支撑架上。该段箱梁通过顶推行走114.22米到达设计位置。13-15节待顶推完成后现场吊装焊接而成。顶推作业是利用18个临时钢支架上安装18个顶推单元，分别对称布置在轴线两边8700毫米处，一个小顶推单元竖向顶升力为2*500吨，纵向水平推力80吨，横向水平力100吨，纵向顶推最大行程1000毫米，左右（横向）调整幅度最大为100毫米。在顶推装置与钢箱梁底之间设钢垫梁，以分散钢箱梁底部支座反力，在顶推装置前后各设钢垫块做临时支撑，临时支撑垫块截面0.75*0.6=0.45平米，每节高度分别在500-800毫米左右，根据各部位高度计算而得的，另配足够数量的小钢板做临时调节用。每个小顶推单元由两个500吨的液压千斤顶组成，每两小单元布置一台液压泵站和一套PLC分控制系统，18个小单元都受PLC集成主控制系统控制。顶推设备安装完成后进行手动模式和自动模式调试。直到排除故障，调试合格。

二、钢箱梁顶推作业前准备

1、对梁体上焊点进行100%检验，保证所有焊点稳固无松动现象，并对梁体上进行清场检验，并将跨连霍上部分的钢箱梁防护栏及其他需要焊接、喷漆的工作内容全部完工，以免后期施工影响下方的交通安全。保证顶推施工中无杂物掉落至连霍高速范围内。以免造成对车辆损坏或使司机受到惊吓。2、在连霍高速距施工地点500m、1km、2km处分别设置“前方道路施工”“限速60”“车辆慢行”“禁止超车”等警示标志。自距施工地点2km处进行限速，限制行驶速度60km/h。距施工地点1km处开始安排人员手持警示标志对过往车辆进行警示，两侧车道每隔100m配置一名疏导人员对过往车辆进行疏导。在离开施工区域500m、1km处设置“解除限制”标志。3、所用顶推设备必须同型号，并对顶推设备的液压系统、PLC控制系统进行检查、调试。使各个千斤顶动作的协调性和同步性满足要求。4、对每个操作平台的防护，稳固性进行检查，确保作业过程人员安全。5、各个操作台配置对讲机与总控台保持通信畅通，统一服从中控台指挥。为了确保顶推作业人员、设备安全，整体梁的推移精度，顶推过程测量仪器全过程监控，并记录详细数据。同时现场技术、安全人员随时观察，出现异常及时向技术负责人汇报，寻求最佳解决途径。

三、顶推过程中重点监控部位

（一）顶推胎架的变形监测桥梁顶推作业时拼装胎架不再承力，钢箱梁的重量靠顶推台架承担，所以顶推时必须对其作实时观测。顶推胎架变形监测主要包括沉降和水平位移，顶推胎架的变形监测点布置在胎架两侧，并在支墩预压和顶推过程中采用全站仪监测做好数据记录分析，变形超过允许值时及时上报，并停止作业查找原因。（二）顶推过程中垫块高度监测顶推过程中每一顶推循环各部位的高程并不是一成不变的，根据线形及行程距离计算出每一循环各个顶推设备增加或减少的垫块高度，再对每个顶推设备之上的垫块做相应的增加或减少，在顶推过程中逐步增加或较少垫块高度。切勿操做过急，大尺寸的增加或减少垫块厚度，否则会造成顶推设备的受力不均匀，发生梁体变形及其他质量事故，（三）导梁端部标高监测为保证导梁顺利通过支墩，在导梁端部接近支墩时，必须对其标高进行监测，确定是否需对导梁端部起顶，导梁端部标高监测测点布设在导梁端部横桥向左右对称。因钢箱梁自重使钢导梁前端下挠，经过计算分析最大值将达41.2cm，故当导梁前端离支墩0.5m位置处及时调整顶推行程及顶推速度，以保证导梁安全登上顶推设备。（四）结构轴线位置监测顶推设备布置在距箱梁中心8700cm（腹板以“I”字加劲肋）位置，顶推过程中会出现顶推设备不同步及箱梁初始偏差等多种因素可能使结构偏位，结合本桥施工情况，偏位最大控制在10cm以内必须调整。在实际施工当中累计偏差接近10CM时及时通知操作人员进行纠偏。（五）顶推结束落梁监测顶推至距离设计桩号10cm时停止顶推，进行落梁前的最后轴线纠偏，在箱梁两侧端头各架设一台仪器进行监测，箱梁偏差值控制在5mm以内，各项监测完成后顶推剩余长度，钢箱梁落至支座上，钢箱梁顶推结束完成。顶推从临时墩至主线永久墩柱的受力转换，监测人员重新对轴线、翼板边缘的设计位置进行复核，箱梁顶面标高进行复核，顶推结束。

四、结论

在本标段钢箱梁顶推施工过程中，整个顶推过程及落梁原计划7天完成，在实际的作业过程用了10天时间，这中间有些因素考虑的不够充分，理论与实际存在一定差距，理论上每一个循环行程1米，需要30分钟，但实际每一个循环的行程不是固定不变的，一般在0.7-0.85左右，正常情况下一个循环20-30分钟，但操作过程中各个千斤并不能完全同步，往往个别顶升压力不均衡，需要手动微调，这个过程很复杂，有的顶要增加垫块，有的要抽减垫块，有时一个循环长达1个小时甚至几个小时。尤其第一天开始用14个顶推单元，调节量很大，影响班进度，后来经技术负责人现场调试，减少部分单元顶个数，可以大大节约手动调节时间，利用8个单元顶工作，在整个推移过程中还是有规律可寻，每个循环箱梁两端轴线偏移量在1.5CM左右，每进行5-6个循环调整一次，这样可以节约一些时间。其他监控数据基本都比较正常。导梁跨过连霍高速到达对面支架时，需考虑导梁前端下方千斤顶的受力情况，受力大会造成导梁与钢箱梁连接处产生较大的力矩，导致该部位变形或焊缝撕裂的可能，这个过程尽量让离导梁与钢箱梁连接处下方最近的一组顶垫高，整个梁的重量后移，这是整个顶推过程最关键的一步。